一种线控换挡执行器、变速箱及汽车

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，尤其涉及一种线控换挡执行器、变速箱及汽车。

背景技术

随着乘用车技术的发展，客户对乘用车的自动化、科技化、个性化的要求越来越高。高科技的配置越来越普及，其中线控换挡的发展突飞猛进，不仅欧美车型搭载科技感十足的线控换挡，而且国内品牌也已搭载线控换挡。

目前市场上的线控换挡执行器，大部分采用电机驱动推杆，推杆与变速箱摇臂连接推动变速箱挡位切换的结构。

该线控换挡执行器存在如下的技术问题：1、结构复杂、重量重；2、体积大且不利于空间布置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种线控换挡执行器、变速箱及汽车，结构紧凑集约，节省布置空间，运转平稳声音小；能够降速增扭，带动更大扭矩负载。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种线控换挡执行器，包括：壳体；装设在壳体内部的驱动电机、第一级降速增扭构件及第二级降速增扭构件，第一级降速增扭构件连接在驱动电机输出轴上，第二级降速增扭构件至少包括：与第一级降速增扭构件相连的涡杆，涡杆上设有传动齿；开槽轮，开槽轮包括：与传动齿相连的开槽轮本体，与开槽轮本体同步转动相连的能够与一变速箱的变速箱转轴适配连接的轴套，其中：驱动电机依次联动第一级降速增扭构件、涡杆、开槽轮本体及轴套，并将涡杆的轴向转动转换为垂直向的转动，垂直向与涡杆的轴向垂直。

其中，开槽轮本体呈圆柱状，在其圆周上开设有能够与传动齿相适配啮合的多个开槽；涡杆通过传动齿与开槽的啮合，联动开槽轮本体和轴套转动。

其中，多个开槽的结构相同，多个开槽等距均匀设置，多个开槽排布满开槽轮本体的整个圆周向；轴套的轴心方向与涡杆的转动轴方向垂直。

其中，涡杆与开槽轮具有相同的螺旋升角；涡杆与开槽轮的传动比为1～3。

其中，第一级降速增扭构件包括：与驱动电机输出轴相连的小皮带轮、与小皮带轮相连的皮带以及大皮带轮，大皮带轮的相对两端分别与皮带和涡杆的蜗杆轴相连；其中：驱动电机通过小皮带轮、皮带及大皮带轮的传动结构进行减速增扭。

其中，大皮带轮与蜗杆轴过盈配合连接。

其中，大皮带轮与小皮带轮的传动比为2～5。

其中，还包括：装设在轴套顶部的磁铁；装设在壳体内部一支架上的PCB板；与PCB板相连的传感器，其中：通过传感器所识别的磁铁的转动角度获取开轮槽的转动角度。

为解决上述技术问题，本发明还公开了一种变速箱，变速箱包括变速箱本体和紧固在变速箱本体上的上述线控换挡执行器；变速箱本体具有变速箱转轴，轴套套接在变速箱转轴上，轴套带动变速箱转轴同步转动。

为解决上述技术问题，本发明还公开了一种具有上述变速箱的汽车。

本发明所提供的线控换挡执行器、变速箱及汽车，具有如下有益效果：

第一、线控换挡执行器，包括：壳体；装设在壳体内部的驱动电机、第一级降速增扭构件及第二级降速增扭构件，第一级降速增扭构件连接在驱动电机输出轴上，第二级降速增扭构件至少包括：与第一级降速增扭构件相连的涡杆，涡杆上设有传动齿；开槽轮，开槽轮包括：与传动齿相连的开槽轮本体，与开槽轮本体同步转动相连的能够与一变速箱的变速箱转轴适配连接的轴套，其中：驱动电机依次联动第一级降速增扭构件、涡杆、开槽轮本体及轴套，并将涡杆的轴向转动转换为垂直向的转动，垂直向与涡杆的轴向垂直，能够降速增扭，带动更大扭矩负载。

第二，结构紧凑集约，节省布置空间，运转平稳声音小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例线控换挡执行器与变速箱本体装配的结构示意图。

图2是本发明实施例变速箱转轴与开槽轮装配的俯视结构示意图。

图3是本发明实施例线控换挡执行器的内部结构示意图。

图4是本发明实施例线控换挡执行器涡杆与开槽轮装配的立体结构示意图。

图5是本发明实施例线控换挡执行器涡杆与开槽轮装配的截面结构示意图。

图6是本发明实施例线控换挡执行器开槽轮的装配结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合参见图1-图6所示，为本发明变速箱的实施例一。

本实施例中的变速箱应用在汽车上，变速箱包括：变速箱本体2和紧固在变速箱本体2上的一线控换挡执行器1。变速箱本体2具有变速箱转轴21，线控换挡执行器1具有的一轴套152c套接在变速箱转轴21上，轴套152c带动变速箱转轴21同步转动。

具体实施时，线控换挡执行器1包括：壳体11，壳体11为中空的异形腔体结构。本实施例中壳体11上延伸出三个装配位111，该三个装配位111能够适配紧固在变速箱本体2具有的三个安装点2t上。实施时，装配位111和安装点2t的适配紧固将线控换挡执行器1紧固在变速箱本体2上。

壳体11的中空腔内装配有多个零构件，例如：第一级降速增扭构件和第二级降速增扭构件等。本实施例中，壳体11的中空腔内装配有用以对多个零构件起支撑固定作用的底支架12。底支架12的形状可以根据壳体11的内腔室的形状以及所需固定各零构件的形状进行确定。

壳体11的中空腔内装配有驱动电机13、第一级降速增扭构件14及第二级降速增扭构件15，第一级降速增扭构件14连接在驱动电机输出轴131上。

具体实施时，第一级降速增扭构件14包括：与驱动电机输出轴131相连的小皮带轮141、与小皮带轮141相连的皮带142以及大皮带轮143，大皮带轮143的相对两端分别与皮带142和涡杆151的蜗杆轴151b相连。其中：驱动电机13通过小皮带轮141、皮带142及大皮带轮143的传动结构进行减速增扭。

本实施例中，皮带142传动的方向与驱动电机输出轴131的轴线方向垂直。第一级降速增扭构件14的作用是：实现第一级降速增扭，以带动大扭矩的负载。本实施例中大皮带轮143与小皮带轮141的传动比为2～5，大皮带轮143通过过盈配合与蜗杆轴151b连接。

第二级降速增扭构件15至少包括：与第一级降速增扭构件14相连的涡杆151和一开槽轮152。其中：涡杆151的蜗杆轴151b的相对两端部紧固在底支架12，涡杆151上设有传动齿151a；涡杆151通过一轴承组19与第一级降速增扭构件14连接。

开槽轮152包括：与传动齿151a相连的开槽轮本体152a，与开槽轮本体152a同步转动相连的能够与一变速箱的变速箱转轴21适配连接的轴套152c，其中：驱动电机13通过第一级降速增扭构件依次联动涡杆151、开槽轮本体152a及轴套152c，并将涡杆151轴向O1的转动转换为轴套152c的与轴向相垂直的在垂直向O2上的转动。

优选的，本实施例中涡杆151设置的方向与驱动电机输出轴131的轴线方向平行，同时与皮带142传动的方向垂直。开槽轮152由刚度较高的材料制成。开槽轮152包括开槽轮本体152a、开槽152b以及轴套152c。

开槽轮本体152a呈圆柱状，在其圆周上开设有能够与涡杆151的传动齿151a相适配啮合的多个开槽152b。

优选的，多个开槽的结构152b相同，多个开槽152b等距均匀设置，多个开槽152b排布满开槽轮本体152a的整个圆周向。如此，使始终有2、3个开槽152b与涡杆151的传动齿151a相适配。同时，涡杆151通过传动齿151a与开槽152b的啮合，联动开槽轮本体151a和轴套152c转动。

优选的，轴套152c的轴心方向O2与涡杆151的转动轴方向O1垂直。如此设置的作用是：将涡杆151轴向O1的转动转换为轴套152c的与轴向相垂直的在垂直向O2上的转动。由于涡杆151水平工作的工况下更为平稳，冲击、震动及噪音均较小。此外，将涡杆151轴向O1的转动转换为轴套152c垂直向O2上的转动，使线控换挡执行器1的尺寸更小，结构更为精简、运行更为平稳、噪音也更低。

第二级降速增扭构件15的作用是：实现第二级降速增扭，以带动大扭矩的负载。优选的，涡杆151与开槽轮152具有相同的螺旋升角；涡杆151与开槽轮152的传动比为1～3。如此，使始终有2、3个开槽152b与涡杆151的传动齿151a相适配，结构精简。

进一步的，壳体11的中空腔内，涡杆151的顶部设有顶支架16。此外，轴套152c的顶部设有磁铁17，壳体内部顶支架16上装有PCB板18，PCB板18连接有传感器，本实施例中的传感器为霍尔传感器，其中：通过传感器所识别的磁铁17的转动角度获取开轮槽152的转动角度。

本实施例中的变速箱在具体实施时，驱动电机13通过第一级降速增扭构件14依次联动涡杆151、开槽轮本体152a及轴套152c，并将并将涡杆151轴向O1的转动转换为轴套152c的与轴向相垂直的在垂直向O2上的转动，以此降速增扭，带动更大扭矩负载；结构紧凑集约，节省布置空间，运转平稳声音小。应用本申请的线控换挡执行器1，能将传统执行器通常能够带动的负载进行大幅提升，例如：传动的丝杆执行器最多能带动18N.m的负载，而采用本实施例可以带动30N.m以上负载，应用前景广泛。

实施本发明的线控换挡执行器、变速箱及汽车，具有如下有益效果：线控换挡执行器，包括：壳体；装设在壳体内部的驱动电机、第一级降速增扭构件及第二级降速增扭构件，第一级降速增扭构件连接在驱动电机输出轴上，第二级降速增扭构件至少包括：与第一级降速增扭构件相连的涡杆，涡杆上设有传动齿；开槽轮，开槽轮包括：与传动齿相连的开槽轮本体，与开槽轮本体同步转动相连的能够与一变速箱的变速箱转轴适配连接的轴套，其中：驱动电机依次联动第一级降速增扭构件、涡杆、开槽轮本体及轴套，并将涡杆的轴向转动转换为垂直向的转动，垂直向与涡杆的轴向垂直，能够降速增扭，带动更大扭矩负载；结构紧凑集约，节省布置空间，运转平稳声音小。